弾性および塑性領域を対象とした構造教育用ツールの開発

これまでの一連の研究により、近年開発されたデジタル画像相関法(デジタル撮影された微小な変形画像を比較することによって、ひずみ量などを解析し分布を図化する技術、以下DICという)による画像解析値とFEM解析値とを比較し、両者の間に比較的良い相関性があり、DICを構造教育ツールに適用することが可能であることを明らかにしてきた。昨年度（令和3年度）は、実際の建築構造物で扱われる鉄筋コンクリート（鉄筋とコンクリートの複合材料）を想定し、2液性の樹脂材を母材（コンクリートを模したもの）に、アクリルを模擬鉄筋として設置した試験体を用いて、鉄筋コンクリート造を対象とした教育ツールの適用性について検討を行い、RC造の教育ツールにもDICを適用することが可能であることを示した。しかしながら、試験体が小さく、模擬鉄筋内部のひずみ分布の画像が不明瞭であったため、今年度（令和4年度）は、試験体サイズを2倍（高さ：40, 80, 160mm、長さ：360mm（支点間距離：320mm）、奥行き（厚さ）：20mm）にして実験を行った。実験方法はこれまでと同様に単純梁形式とした架構の中央に集中載荷し、弾性範囲に加えて模擬鉄筋の破断時についても検討を行った。その結果、以下の知見を得た。1) 鮮明なDIC解析画像を得るには、ある程度の大きさのひずみ（0.001程度）が必要であると思われる。2) 高さ160㎜試験体において部分的にDICによる解析結果が得られなかった原因として、試験体の厚さが薄く前後面のゆがみ差が生じたためと思われ、ある程度の試験体の厚さを確保する必要があろう。3) 試験体サイズを大きくすることにより、試験体全体および模擬鉄筋内部の破断時の様子を含め、詳細に検討することが可能であると考えられる。これらの結果をまとめ、2023年度日本建築学会大会（近畿）学術講演梗概集に投稿した。

これまでの一連の研究により、近年開発されたデジタル画像相関法(デジタル撮影された微小な変形画像を比較することによって、ひずみ量などを解析し分布を図化する技術、以下DICという)による画像解析値とFEM解析値とを比較し、両者の間に比較的良い相関性があり、DICを構造教育ツールに適用することが可能であることを明らかにしてきた。昨年度（令和3年度）は、実際の建築構造物で扱われる鉄筋コンクリート（鉄筋とコンクリートの複合材料）を想定し、2液性の樹脂材を母材（コンクリートを模したもの）に、アクリルを模擬鉄筋として設置した試験体を用いて、鉄筋コンクリート造を対象とした教育ツールの適用性について検討を行い、RC造の教育ツールにもDICを適用することが可能であることを示した。しかしながら、試験体が小さく、模擬鉄筋内部のひずみ分布の画像が不明瞭であったため、今年度（令和4年度）は、試験体サイズを2倍（高さ：40, 80, 160mm、長さ：360mm（支点間距離：320mm）、奥行き（厚さ）：20mm）にして実験を行った。実験方法はこれまでと同様に単純梁形式とした架構の中央に集中載荷し、弾性範囲に加えて模擬鉄筋の破断時についても検討を行った。その結果、以下の知見を得た。1) 鮮明なDIC解析画像を得るには、ある程度の大きさのひずみ（0.001程度）が必要であると思われる。2) 高さ160㎜試験体において部分的にDICによる解析結果が得られなかった原因として、試験体の厚さが薄く前後面のゆがみ差が生じたためと思われ、ある程度の試験体の厚さを確保する必要があろう。3) 試験体サイズを大きくすることにより、試験体全体および模擬鉄筋内部の破断時の様子を含め、詳細に検討することが可能であると考えられる。これらの結果をまとめ、2023年度日本建築学会大会（近畿）学術講演梗概集に投稿した。